傻眼貓咪 发表于 2022-6-12 11:49:05

一元三次方程求根公式

本帖最后由 傻眼貓咪 于 2022-6-12 12:01 编辑

这是最近研究,随便写的代码,再不发,就石沉大海了(电脑一堆几百个项目里面,很多精彩的代码都随便乱取名,然后忘记发,后面又懒得发了{:5_99:} {:5_99:} 我是猪吗?)

以一元二次方程 Quadratic equation 为前提,
通过化简后,只含有一个未知数(一元),并且未知数的最高次数是2(二次)的整式方程,叫做一元二次方程(quadratic equation with one unknown)。

其求根的公式是:

判别式是:

只会有三种情况;
判别式 = 0 两个根相同
判别式 < 0 无实数根
判别式 > 0 有两个不相同的根

一元三次方程 Cubic equation

但如果是一元三次方求根公式,相对较困难(目前已知能找出一元四次方程求根公式,而五次方程还没有人找到)

我的代码是运用盛金公式(因为我觉得相对比较容易理解)
盛金公式有两种判别式:
(一)重根判别式

(二)总判别式


会有四种情况,对应不同求根公式;
(一)当 A = B 时,三个根相同


(二)当 总判别式 > 0 时,一个实数根和两个带有虚数根



(三)当 总判别式 = 0 时,三个根,其中两个根相同



(四)当 总判别式 < 0 时,三个根都不相同



例子:x^3 + 5x^2 - 2x - 24 = 0
根是:-4、2、-3

我的代码:#include <iostream>
#include <complex>
#include <cmath>

using std::complex, std::operator<<, std::ostream;
class Roots {
      friend ostream& operator<<(ostream&, const Roots&);
public:
      complex<int> x1, x2, x3;
      Roots();
      Roots(complex<int>, complex<int>, complex<int>);
};

ostream& operator<<(ostream& OS, const Roots& R)
{
      if (R.x1.imag() or R.x2.imag() or R.x3.imag()) {
                char a, b, c;
                a = R.x1.imag() < 0 ? '-' : '+';
                b = R.x2.imag() < 0 ? '-' : '+';
                c = R.x3.imag() < 0 ? '-' : '+';
                OS
                        << R.x1.real() << a << R.x1.imag() << "i, "
                        << R.x2.real() << b << R.x2.imag() << "i, "
                        << R.x3.real() << c << R.x3.imag() << "i"
                        << std::endl;
      }
      else {
                OS << R.x1.real() << " " << R.x2.real() << " " << R.x3.real() << std::endl;
      }
      return OS;
}
Roots::Roots() : x1(0), x2(0), x3(0) { }
Roots::Roots(complex<int> a, complex<int> b, complex<int> c) : x1(a), x2(b), x3(c) { }

// 一元三次方程式
class CubicEquation {
public:
      int a, b, c, d;
      Roots R;
      CubicEquation(int, int, int, int);
private:
      int A, B, C;
      double D;
};

CubicEquation::CubicEquation(int a, int b, int c, int d) : a(a), b(b), c(c), d(d) {
      A = b * b - 3 * a * c;
      B = b * c - 9 * a * d;
      C = c * c - 3 * b * d;
      D = B * B - 4 * A * C;
      if (A == B and !B) {
                R = { -b / 3 * a, -c / b, -3 * d / c };
      }
      else if (D > 0) {
                double y1, y2;
                y1 = A * b + 3 * a * ((-B + sqrt(B * B - 4 * A * C)) / 2);
                y2 = A * b + 3 * a * ((-B - sqrt(B * B - 4 * A * C)) / 2);
                complex<int> x1{ static_cast<int> (round((-b - (pow(y1, (1. / 3)) + pow(y2, (1. / 3)))) / (3 * a))) };
                complex<int> x2{ static_cast<int> (round((-b + .5 * (pow(y1, (1. / 3)) + pow(y2, (1. / 3)))) / (3 * a))), static_cast<int> (round(((sqrt(3) / 2) * (pow(y1, (1. / 3)) + pow(y2, (1. / 3)))) / (3 * a))) };
                complex<int> x3{ static_cast<int> (round((-b + .5 * (pow(y1, (1. / 3)) + pow(y2, (1. / 3)))) / (3 * a))), static_cast<int> (round(-((sqrt(3) / 2) * (pow(y1, (1. / 3)) + pow(y2, (1. / 3)))) / (3 * a))) };
                R = { x1, x2, x3 };
      }
      else if (not D) {
                int K = B / A,
                        x1 = -b / a + K,
                        x2, x3 = x2 = -K / 2;
                R = { x1, x2, x3 };
      }
      else {
                auto T = (2 * A * b - 3 * a * B) / (2 * sqrt(A * A * A));
                int x1 = static_cast<int> (round((-b - 2 * sqrt(A) * cos(acos(T) / 3)) / (3 * a))),
                        x2 = static_cast<int> (round((-b + sqrt(A) * (cos(acos(T) / 3) + sqrt(3) * sin(acos(T) / 3))) / (3 * a))),
                        x3 = static_cast<int> (round((-b + sqrt(A) * (cos(acos(T) / 3) - sqrt(3) * sin(acos(T) / 3))) / (3 * a)));
                R = { x1, x2, x3 };
      }
}

using std::cout, std::endl;
int main(void) {
      // x^3 + 5x^2 - 2x - 24 = 0
      CubicEquation E(1, 5, -2, -24);
      cout << E.R;
      return 0;
}-4 2 -3

柿子饼同学 发表于 2022-6-12 18:46:03

大佬大佬 ORZ{:10_245:}

努力的小鲤鱼 发表于 2022-6-12 19:12:42

好优秀

森亦简 发表于 2022-6-14 16:53:47

好长,码着,等学了C再看{:10_257:}

Roy_wang 发表于 2022-6-28 09:29:40

大佬厉害,学习学习

corgi 发表于 2022-6-28 18:32:39

好厉害,先保存着

nusiew 发表于 2022-7-3 12:26:37

鼓励!

香蕉那个不拿拿 发表于 2022-8-24 20:22:03


大佬厉害,学习学习

sfqxx 发表于 2023-8-27 19:12:28

3次方程还可以2分求解
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